(57)【要約】【課題】可動梁が熱膨張を起こした場合であっても、熱膨張による影響を受けることなく、可動梁を常時一定の形状に保持し、常に対象物の製造や検査を正確に行うことが可能なテーブル装置を提供する。【解決手段】一対のリニアガイド６と、当該リニアガイドに沿って移動する可動梁４と、可動梁を移動させる駆動装置１３とを備えたテーブル装置であって、リニアガイドは、ガイド部材７と、スライダ８と、ガイド部材とスライダとの間にそれぞれ対向して形成された少なくとも２列の軌道溝7a,8a間及び7b、8b間を循環する複数の転動体９と、複数の転動体を循環させる少なくとも２列の転動体通路１０とを備え、転動体とスライダ及びガイド部材のそれぞれの軌道溝との接触点相互を結んだ複数の接触線のうち、少なくとも２本の接触線がガイド部材側で交差するように設定されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に延設された一対のリニアガイドと、
これらのリニアガイド間に設けられ、当該リニアガイドに沿って移動する可動梁と、
可動梁を移動させる駆動装置とを備えたテーブル装置において、
リニアガイドは、可動梁の移動方向に延設したガイド部材と、ガイド部材に沿って移動するスライダと、ガイド部材とスライダとの間にそれぞれ対向して形成された少なくとも２列の軌道溝間を循環する複数の転動体と、各スライダに形成され、複数の転動体を循環させる少なくとも２列の転動体通路とを備えており、
転動体とスライダ及びガイド部材のそれぞれの軌道溝との接触点相互を結んだ接触線が、各軌道溝間にそれぞれ１本規定され、これら複数の接触線のうち、少なくとも２本の接触線がガイド部材側で交差するように設定されていることを特徴とするテーブル装置。
【請求項２】
架台は、対象物取付面を備えており、リニアガイドにモーメント荷重が作用した場合において、当該リニアガイドが変形する際の回転中心を可動梁の梁上面と対象物取付面との間の高さに設定したことを特徴とする請求項１に記載のテーブル装置。
【請求項３】
駆動装置は、ステータを対向して配置することにより吸引力を相殺する構造を有するリニアモータ又は、吸引力が作用しないコアレス構造を有するリニアモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のテーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造や検査などで使用されるテーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば製造用機材や検査用ツールなどを搭載した可動梁を移動させながら、フラットパネルディスプレイの製造や検査を行うための装置が知られている(特許文献１参照)。
このような装置は、例えば図７に示すように、架台２と、架台２の上面に突設され、かつ、架台２の両端にそれぞれ延設された一対のリニアガイド２０と、リニアガイド２０相互間に渡って跨るように配置され、リニアガイド２０に沿って移動可能な可動梁４とを備えている。なお、可動梁４とリニアガイド２０とは連結板２２を介して連結されている。
【０００３】
また、例えば図８に示すように、一対のリニアガイド２０の間には、複数の永久磁石２４ａと電機子２４ｂを備えるリニアモータ２４が設けられており、可動梁４は、当該リニアモータ２４によって駆動されて、リニアガイド２０に沿って直線移動する。さらに、可動梁４は、当該可動梁４に沿って移動する梁スライダ１２を備えており、梁スライダ１２上に、測定用光源、カメラ、リペア用アクチュエータなどの各種の図示しない検査機器（以下、エンドエフェクターという）を搭載できるようになっている。
なお、架台２の上面には、対象物取付台１４が設けられ、対象物取付台１４の対象物取付面１４ａ上に対象物１６を取り付けられる(載置できる)ようになっている。例えば、対象物１６としてフラットパネルディスプレイを想定した場合、当該フラットパネルディスプレイの平面性検査では、フラットパネルディスプレイを対象物取付面１４ａ上に載置した上で、エンドエフェクターを搭載した梁スライダ１２を可動梁４に沿って移動させるとともに、可動梁４をリニアガイド２０に沿って移動させながら当該検査を行う。
【０００４】
ところで、このような検査作業を行っている間に、可動梁４に搭載したエンドエフェクターが発熱し、これに伴って、可動梁４及び架台２の温度もそれぞれ上昇し、可動梁４と架台２がそれぞれ熱膨張を起こす場合がある。例えば、可動梁４がエンドエフェクターから発せられる熱の影響を強く受けて、架台２よりも温度が上昇するとともに、架台２よりも大きく熱膨張する場合がある。この場合、可動梁４は、架台２に対してリニアガイド２０のガイド方向と直交する方向に伸びる。また、可動梁４の熱膨張係数が、架台２の熱膨張係数よりも大きい場合には、可動梁４は架台よりもさらに大きく熱膨張するため、可動梁４は、架台２に対して前記直交方向にさらに伸びる。
【０００５】
このように可動梁４が熱膨張して伸びると、この伸びにより架台２はモーメントを受け逆ハの字状に開き、その力がリニアガイド２０を構成する、例えばリニアガイドレール及びベアリングを介して、可動梁４の両端部にモーメントとして作用し、可動梁４の中央部が大きく湾曲してしまう(図７に示す実線の状態)。この場合、可動梁４に搭載されたエンドエフェクターの対象物１６に対する作業点(例えば、カメラの焦点)が変位してしまう。このため、検査を正確に行うことができなくなってしまう。
【特許文献１】特開２００４−１２９３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、可動梁が熱膨張を起こした場合であっても、熱膨張による影響を受けることなく、可動梁を常時一定の形状に保持することが可能なテーブル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、請求項１に記載のテーブル装置は、架台に延設された一対のリニアガイドと、これらのリニアガイド間に設けられ、当該リニアガイドに沿って移動する可動梁と、可動梁を移動させる駆動装置とを備えている。このような構成において、リニアガイドは、可動梁の移動方向に延設したガイド部材と、ガイド部材に沿って移動するスライダと、ガイド部材とスライダとの間にそれぞれ対向して形成された少なくとも２列の軌道溝間を循環する複数の転動体と、各スライダに形成され、複数の転動体を循環させる少なくとも２列の転動体通路とを備えている。この場合、転動体とスライダ及びガイド部材のそれぞれの軌道溝との接触点相互を結んだ接触線が、各軌道溝間にそれぞれ１本規定され、これら複数の接触線のうち、少なくとも２本の接触線がガイド部材側で交差するように設定されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載のテーブル装置は、請求項１に記載のテーブル装置において、架台が、対象物取付面を備えており、リニアガイドにモーメント荷重が作用した場合において、当該リニアガイドが変形する際の回転中心を可動梁の梁上面と対象物取付面との間の高さに設定したことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載のテーブル装置は、請求項１又は２に記載のテーブル装置において、駆動装置が、ステータを対向して配置することにより吸引力を相殺する構造を有するリニアモータ又は、吸引力が作用しないコアレス構造を有するリニアモータであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可動梁が熱膨張を起こした場合であっても、熱膨張による影響を受けることなく、可動梁を常時一定の形状に保持することができる。この結果、常に対象物の製造や検査を正確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係るテーブル装置について、添付図面を参照しながら説明する。
この場合、その基本構成は、上述した従来の装置(図７)と同様であるため、以下では、本発明の特徴部分の説明に止める。また、本実施形態の説明に際し、図７の装置と同一の構成には図面上で同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１２】
図１(b)に示すように、本実施形態のテーブル装置では、架台２の両端に可動梁４の移動方向に沿ってガイドレールベース１８が延設されており、各ガイドレールベース１８上にそれぞれ１つのリニアガイド６が設けられている。なお、図１(a)に示すように、架台２は、基礎フレーム２ａ上に支持されており、当該基礎フレーム２aは、除振機構２ｂを介して図示しないベースに固定又は載置されている。
図２に示すように、各リニアガイド６は、可動梁４の移動方向に延設したガイドレール(ガイド部材)７と、ガイドレール７に沿って移動するスライダ８と、ガイドレール７とスライダ８との間にそれぞれ対向して形成された軌道溝7a,8a間及び7b,8b間を循環する複数の転動体９と、スライダ８に形成され、複数の転動体９を循環させる転動体通路10a,10bとを備えている。なお、ガイドレール７に設けるスライダ８の数は、ここでは特に限定せず、１つに限らず複数であってもよく、その数は、ガイドレール７毎に異なっていてもよい。
【００１３】
また、ガイドレール７の両側面７ｃには、それぞれ可動梁４の移動方向に沿って２列の軌道溝7a,7bが上下に整列して形成され、スライダ８の内側面８ｃ(ガイドレール７の両側面に対向する面)には、それぞれ２列の軌道溝8a,8bが前記軌道溝7a,7bに対向して形成されている。なお、図面上では、ガイドレール７の一方の側面７ｃの軌道溝7a,7bと、これに対向するスライダ８の軌道溝8a,8bのみを示し、他方の側面７ｃについては、これらの参照符号は省略する。
さらに、転動体通路10a,10bは、２列の軌道溝7a,8a及び7b,8bとそれぞれ平行に延出してスライダ８の両端(スライダ８の移動方向両端)で貫通している。また、スライダ８の両端には、それぞれエンドキャップ(図示しない)が取り付けられており、各エンドキャップには、軌道溝7a,8a及び7b,8bと転動体通路10a,10bとを相互に連通させる循環路(図示しない)が設けられている。具体的には、上列の軌道溝7a,8aは転動体通路１０ａに連通し、下列の軌道溝7b,8bは転動体通路１０ｂに連通している。
【００１４】
この場合、スライダ８をガイドレール７に沿って移動させると、上下２列の軌道溝7a,8a間及び軌道溝7b,8b間の転動体９は、スライダ８の移動方向とは逆方向に転動した後、エンドキャップの循環路を経由して転動体通路10a,10bにそれぞれ送り込まれる。そして、当該転動体通路10a,10bをスライダ８の移動方向に進んだ後、エンドキャップの循環路を経由して再び上下２列の軌道溝7a,8a間及び軌道溝7b,8b間に送り込まれ、ここを転動する。このように各転動体９が循環することにより、スライダ８はガイドレール７に沿って滑らかに移動する。
【００１５】
また、本実施形態において、リニアガイド６は、自動調心設計(ＤＦ)されている。具体的に説明すると、図２に示すように、ガイドレール７に形成された上下２列の軌道溝７ａと７ｂの溝ピッチＡと、スライダ８に形成された上下２列の軌道溝８ａと８ｂの溝ピッチＢがＡ＞Ｂとなるように、軌道溝7a,8a及び7b,8bが形成されている。このような設計とすることで、転動体９と軌道溝7a,8aとの接触点をそれぞれ結ぶ接触線Ｌ１と、転動体９と軌道溝7b,8bとの接触点をそれぞれ結ぶ接触線Ｌ２が、ガイドレール７側の交点Ｑで交差する。
さらに、各リニアガイド６は、対象物取付面１４ａと可動梁４の梁上面４ａとの間に位置決め設定されているため、当該リニアガイド６にモーメント荷重Ｍが作用した際におけるモーメント方向への回転中心が可動梁４の梁上面４ａと対象物取付面１４ａとの間の高さに設定される。
このような構成によれば、リニアガイド６のモーメント方向への弾性変位(ローリング変形ともいう)を大きくすることができる。これは、転動体９が玉であっても、ころであっても同様の設計上の効果となる。
【００１６】
したがって、例えばエンドエフェクターの発熱などにより、可動梁４が架台２よりも大きく熱膨張した結果、架台２が逆ハの字状に開いても、その傾きの大半はリニアガイド６のローリング変形によって吸収されるため、可動梁４は変形することなく常時一定の形状に保持される(図１に示す状態)。このため、可動梁４に搭載されたエンドエフェクターの対象物１６に対する作業点(例えば、カメラの焦点)は変位せず、可動梁４が熱膨張した状態においても、検査を正確に行うことが可能となる。
【００１７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されることなく、以下のように変更することができる。図６には、本発明の変形例に係るテーブル装置が示されており、この変形例において、リニアガイド６は、可動梁４の梁上面４ａと梁下面４ｂとの間の高さに位置するように配置されている。本変形例では、可動梁４の梁下面４ｂの両端を削って、梁上面４ａと梁下面４ｂとの間の高さに位置する凹状部４ｃを形成し、当該凹状部４ｃにリニアガイド６をそれぞれ位置付けるとともに、可動梁４と接続している。リニアガイド６をこのように配置することにより、リニアガイド６のモーメント荷重に対する回転中心は、可動梁４の梁上面４ａと梁下面４ｂとの間の高さに設定される。これにより、図１に示すテーブル装置のようにリニアガイド６が可動梁４の梁下面４ｂよりも下側に位置するよう配置されている場合と比較して、前記回転中心を高くすることができる。
【００１８】
このような構成によれば、リニアガイド６のモーメント荷重に対する回転中心が可動梁４の梁上面４ａと梁下面４ｂとの間の高さに位置することにより、架台２の開きによる変形だけでなく、可動梁４がリニアガイド６から受ける反力も可動梁４を湾曲させるモーメントとして作用しない。
このため、可動梁４を変形することなく常時一定の形状に保持することが可能となり(図６に示す状態)、可動梁４に搭載されたエンドエフェクターの対象物１６に対する作業点(例えば、カメラの焦点)は変位せず、可動梁４が熱膨張した状態においても、検査を正確に行うことが可能となる。
【００１９】
なお、上述した図１及び図６では、リニアガイド６に沿って可動梁４を駆動させる駆動装置を省略したテーブル装置の原理図を示したが、図３には、各リニアガイド６の外側にそれぞれ駆動装置としてリニアモータ１３を適用した場合の実際のテーブル装置の構成例が示されている。
この場合、ステータを対向して配置することにより吸引力を相殺する構造を有するリニアモータ１３や吸引力が作用しないコアレス構造を有するリニアモータ１３などのように、磁気による吸引力が、リニアガイド６のローリング変形を妨げないような構造を有するリニアモータ１３を適用することが好ましい。なお、図４及び図５には、このようなリニアモータ１３を適用した駆動装置の構成例が示されている。
【００２０】
リニアモータ１３には、連結板２２に接続された可動子３０と、可動子３０の移動方向に延設されたステータ３２とが備えられている。ステータ３２には内側面３２ａが対向して形成されており、当該内側面３２ａには、複数の永久磁石３６がＮ極又はＳ極を対向させて、可動子３０の移動方向に沿って所定の間隔を空けて設けられている(図５)。これにより、内側面３２ａに設けられた一方側の永久磁石３６の吸引力は、他方側の永久磁石３６の吸引力により相殺される。なお、永久磁石３６は、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶようにステータ３２の内側面３２ａにそれぞれ設けられている。
また、可動子３０の両側面３０ａ(ステータ３２の内側面３２ａと対向する面)には、例えば３相のコイルから成る電機子３４が複数の永久磁石３６と対向して設けられている(図５)。なお、各電機子３４は、コアを設けずにコイルのみで構成されているため、コアによる吸引力が作用することはない。
【００２１】
このような構成において、各電機子３４に順次電流を流すことで、電機子３４にフレミングの左手の法則に基づいて磁力が発生し、対向する永久磁石３６との間に吸引力又は反発力が生じることにより、可動子３０は連結板２２とともに、ステータ３２に沿って滑らかに水平移動する。これにより、可動梁４をリニアガイド６に沿って移動させることができる。
【００２２】
なお、本実施形態及び変形例に係るテーブル装置においては、図７に示すような従来のテーブル装置と比較して、可動梁４の両端におけるモーメント荷重に対する曲げ剛性が低いため、可動梁４の上下方向のたわみが増大することも考えられる。しかし、このような上下方向のたわみは、下記に述べる理由により実用上問題とはならない。
かかるテーブル装置の可動梁４にはエンドエフェクターが搭載されているが、検査を行う際に可動梁４による死角が生じないように、エンドエフェクターの搭載位置を考慮する必要がある。上記を考慮し、エンドエフェクターは、可動梁４のねじり中心から離れた位置に搭載され、この結果、可動梁４の重心は、可動梁４のねじり中心とは一致せず、乖離するため、可動梁４はねじりモーメントを受ける。これにより、特に可動梁４の梁スライダ１２の中央付近で、可動梁４のねじれによるエンドエフェクターの角度変位が生じ、これに伴う対象物１６に対する作業点のガイド方向への変位が問題となる場合がある。この場合、可動梁４の断面２次極モーメントを大きくとることで、これに伴う可動梁４の断面２次モーメントも大きくすることができ、上記問題を回避することができる。
これにより、可動梁４の両端におけるモーメント荷重に対する曲げ剛性が低い構成であっても、可動梁４のたわみを許容範囲内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】(a)は、本発明の一実施形態に係るテーブル装置を示す斜視図、(b)は、(a)のテーブル装置の主要な構成をＸ−Ｘ線に沿った断面で示す原理図。
【図２】図１におけるテーブル装置のリニアガイドの構成を拡大して示す断面図。
【図３】駆動装置としてリニアモータを適用したテーブル装置の構成例を示す断面図。
【図４】駆動装置としてリニアモータを適用したテーブル装置におけるリニアモータの構成を拡大して示す断面図。
【図５】駆動装置としてリニアモータを適用したテーブル装置におけるリニアモータの構成を部分的に拡大して示す断面図。
【図６】本発明の変形例に係るテーブル装置の主要な構成を示す原理図。
【図７】従来のテーブル装置の構成を示す断面図。
【図８】従来のテーブル装置の両端に設けられたリニアガイドの構成を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
２  架台
４  可動梁
６  リニアガイド
７  ガイドレール(ガイド部材)
８  スライダ
９  転動体
１０ａ，１０ｂ  転動体通路
１３  リニアモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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